رآکتور آزمایشگاهی چیست؟ – انواع، کاربرد و قیمت خرید و فروش

رآکتور آزمایشگاهی وسیله ای است در آزمایشگاه که در آن مواد اولیه طی واکنش های شیمیایی به محصولات تبدیل می شوند. در این وسیله می توان پارامترهایی مانند فشار و PH را همزمان با کنترل دمای مواد موجود در ظرف واکنش، کنترل کرد. رآکتورهای آزمایشگاهی دارای انواع مختلفی چون ناپیوسته، نیمه پیوسته و لوله ای می باشند. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک ما را با این دستگاه و انواع آن آشنا می کند.

فهرست مطالب :

۱- رآکتور چیست؟

۲- رآکتور آزمایشگاهی چیست؟

۳- اجزای تشکیل دهنده رآکتور آزمایشگاهی

۴- اهمیت همزدن در رآکتورها

۵- انواع رآکتورهای آزمایشگاهی

۱-۵- رآکتور آزمایشگاهی ناپیوسته

۲-۵- رآکتور آزمایشگاهی نیمه پیوسته

۳-۵- رآکتور آزمایشگاهی لوله ای

۴-۵- رآکتورهای صنعتی مخلوط شده

۵-۵- رآکتور بستر سیال

۶- قیمت خرید و فروش رآکتور آزمایشگاهی

۱- رآکتور چیست؟

رآکتور وسیله ای برای تبدیل مواد اولیه خام به محصولات می باشد و واکنش های شیمیایی درون آن انجام می شود. رآکتور دارای سپراتور (جداکننده)، کندانسور (مبدل)، بویلر و … می باشد. این وسیله می تواند در ظرفیت های مختلف از نمونه های آزمایشگاهی گرفته تا نمونه های صنعتی ساخته شده و مورد استفاده قرار گیرد. یکی از این رآکتورهایی که توسط مهندسین شیمی ساخته می شود، رآکتور شیمیایی است. ساخت این وسیله نیازمند بهره بندی از علومی چون ریاضیات، سینتیک شیمیایی و ترمودینامیک شیمی برای متخصصین صنایع شیمیایی است که به آگاهی کامل از چگونگی انجام واکنش های شیمیایی داشته باشند.

توجه :

پارامترهای زیادی از جمله دما، فشار، حجم، زمان اقامت، ضریب انتقال حرارت، غلظت گونه های شیمیایی، سرعت انجام واکنش و موارد بسیار زیاد دیگر در ساخت و طراحی رآکتورها مهم و ضروری می باشند.

۲- رآکتور آزمایشگاهی چیست؟

رآکتور آزمایشگاهی محفظه ای برای انجام واکنش های شیمیایی که همزمان با کنترل دما و فشار انجام شده، طراحی شده است. این وسیله در آزمایشگاه، دارای یک مخزن (رآکتور) برای ریختن موادی است که باید با هم واکنش شیمیایی انجام دهند و مواد محصول را ایجاد کنند و یک همزن مکانیکی برای هم زدن این مواد می باشد. واکنش ها داخل رآکتور تحت شرایط کنترل شده دما و فشار معین انجام می شود. واکنش های ترکیب، تجزیه و تبدیل از جمله واکنش هایی است که در این دستگاه انجام می شود.

نکته :

رآکتورها می توانند مانند کتری یا بخاری های ساده، بسیار ساده و دارای همزن باشند و یا ظروف و محفظه هایی بزرگ مجهز به سیم پیچ های داخلی مخصوص گرم یا خنک کردن، منابعی که تولید کننده انرژی الکتریکی و یا ماوراء بنفش، دیواره های محکم و همزن ها و … باشند.

همچنین برخی از انواع رآکتورها می توانند به گونه ای طراحی شوند که برای انجام واکنش های طولانی مدت استفاده شوند. به این ترتیب که مدام مواد اولیه و و اکنش دهنده به آن ها اضافه و و محصول از آن خارج شده و به صورت جریان مداوم و ثابتی، این روند ادامه یابد. از رآکتورهای با این نحوه عملکرد می توان به کارخانه ها و پالایشگاه های مدرن نفت اشاره کرد.

۳- اجزای تشکیل دهنده رآکتور آزمایشگاهی :

اجزای تشکیل دهنده رآکتور آزمایشگاهی بویلر، مبدل (کندانسور)، سپراتور (جداکننده)، ورودی ها و خروجی ها، الکتروموتور، شیرآلات و ابزار دقیق می باشد. اولین جزء آن همان طور که گفته شده مخزنی است که مواد واکنش دهنده داخل آن ریخته می شود. گاز مورد نظر در این رآکتور توسط مسیرهایی به نام Purging وارد می شود. موتور و پروانه داخل رآکتور امکان هم زدن مکانیکی مواد واکنش دهنده را فراهم می کند.

سیستم کنترل دمای دو منظوره (افزایش و یا کاهش دما)، برای ثابت کردن دمای دستگاه در این وسیله تعبیه شده است. به این ترتیب که با افزایش دمای محلول داخل این رآکتور، کاهش دما و خنک سازی توسط کوبل خنک کننده انجام می شود. اما وقتی در رآکتور کاهش دما را داریم، ژاکت حرارتی بیرون رآکتور می تواند دمای محلول داخل وسیله را کم کم زیاد کرده، به عبارتی دیگر گرم شدن این مواد توسط بدنه رآکتور انجام می شود.

همچنین در این دستگاه، شیر کاهنده فشار (Relief) نصب شده است که عملکرد این قسمت، در صورت بالا رفتن فشار داخل رآکتور می باشد.

۴- اهمیت همزدن در رآکتورها :

این که مواد داخل رآکتور به خوبی هم زده شود و انتقال جرم در آن به خوبی انجام شود،  از اهمیت ویژه ای در رآکتورها برخوردار است. چون اگر فرآیند هم زدن در این دستگاه ها به خوبی انجام نشود، مواد اولیه به خوبی واکنش نداده و مقداری از آن باقی و هم باعث کیفیت پایین محصول می شود و هزینه بردار خواهد بود. سرعت، نوع شکل و و نحوه قرار گرفتن همزن ها در رآکتور به عوامل مختلفی بستگی دارد. از جمله ی این عوامل می توان به حجم مخزن، شکل و ویسکوزیته سیال را نام برد. این که بدنه رآکتور و هم زن از چه نوع موادی ساخته شوندف به نوع مواد داخل آن بستگی دارد. برای موادی که خورنده باشند، به جای بدنه فولادی از همزن و بدنه ای با جنس استنلس استیل استفاده می شود.

۵- انواع رآکتورهای آزمایشگاهی :

رآکتورهای ناپیوسته، نیمه پیوسته، لوله ای، صنعتی مخلوط شده و بستر سیار انواع رآکتورهای آزمایشگاهی می باشد که در اینجا به توضیح کوتاهی درباره ی هر کدام می پردازیم.

۱-۵- رآکتور آزمایشگاهی ناپیوسته :

در صنعت شیمی و برای تولید مواد شیمیایی از این رآکتور استفاده می شود که در آن ورود یا خروج هیچ ماده ای را در هنگام انجام واکنش شیمیایی نداریم. روش کار در این رآکتور این است که با ورود مواد واکنش دهنده و انجام واکنش در زمان واکنش، تخلیه موادی که در واکنش شرکت نکرده اند، انجام می شود. این رآکتور که دارای ساختاری ساده است، دارای سیستم کنترلی کمی بوده و در واکنش های شیمیایی با مدت زمان طولانی استفاده می شود.

۲-۵- رآکتور آزمایشگاهی نیمه پیوسته :

رآکتور آزمایشگاهی نیمه پیوسته دارای مخزن همزنی و تجهیزاتی شبیه به رآکتور پیوسته دارند. اما در این رآکتور برخلاف رآکتور پیوسته می توان مواد اولیه را به آن افزوده و محصول را بازسازی کرد. در این رآکتور می توان مواد اولیه را به میزان کم در ابتدا، اضافه کرد و سپس با پیشرفت واکنش، کم کم مواد بیشتری به آن افزود.

نکته :

شباهت دو رآکتور پیوسته و نیمه پیوسته، امکان هم زدن است که دما و ترکیب یکنواختی را به مواد داخل رآکتور می دهد.

۳-۵- رآکتور آزمایشگاهی لوله ای :

در رآکتور لوله ای واکنش شیمیایی و تبدیل مواد اولیه به محصولات نسبت به عملکرد رآکتور، بیشتر می باشد. همچنین جریان مداوم و پایداری در داخل آن انجام می شود و جریان مایعات در آن، به گونه ی شاخه های جامد و پیستونی بوده و در تمام سطح مقاطع لوله ها، زمان انجام مواد واکنش دهنده، یکسان است. تأمین نیروهای محرکه در رآکتورهای لوله ای با پیشرفت واکنش، کم می شود و این خصوصیت شبیه رآکتور ناپیوسته می باشد. در لوله های این نوع از رآکتورها، مایعات دارای جریانی آرام یا آشفته می تواند باشد که جریان آشفته، به دلیل بهبود انتقال گرما، به جریان آرام ترجیح داده می شود.

۴-۵- رآکتورهای صنعتی مخلوط شده :

در رآکتور صنعتی مخلوط شده، مواد بعد از ورود به مخزن، در آن مخلوط می شوند و بعد از این که برای مدت مشخصی داخل آن می مانند از رآکتور خارج می شوند. در این رآکتورها دما به راحتی قابل کنترل است و این، خصوصیت مشخص آن ها می باشد. همچنین در واکنش های شیمیایی که به هم زدن زیاد نیاز است، رآکتور مخلوط شده مورد استفاده قرار می گیرد.

۵-۵- رآکتور بستر سیال :

روش کار در رآکتور بستر سیال، عبور یک مایع یا گاز از ماده دانه ای جامد است که منجر به معلق کردن ماده ی جامد به دلیل سرعت عبور بالا می باشد. در این حالت، جامد مانند مایع رفتار می کند و به آن فرآیند سیال سازی می گویند. همین خاصیت مایع دادن به جامد، با عبور با سرعت بالا، از خواص مهم رآکتور بستر سیال است. این نوع از رآکتورها در صنعت استفاده ی زیادی دارد.

۶- قیمت خرید و فروش رآکتور آزمایشگاهی :

رآکتورها دارای انواع مختلفی هستند که با توجه به نوع کاربرد آن ها در شرکت هایی با برندهای مختلف در کشورهای گوناگون ساخته می شوند و به قیمت های مختلف عرضه می شوند. هر کدام از انواع این دستگاه ها می تواند دارای ظرفیت، نوع آب بندی ها، سرعت هم زدن مکانیکی، توان الکتریکی، سنسور اندازه گیری دما، ولتاژ موتور میکسر و حداکثر دما و فشار کاری های مختلفی داشته باشند.